NO342249B1

NO342249B1 - Innstrømningsindikatorapparat

Info

Publication number: NO342249B1
Application number: NO20160312A
Authority: NO
Inventors: Ole Magnar Drønen
Original assignee: Scale Prot As
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2018-04-30
Also published as: DK180110B1; DK201800414A1; US20210222545A1; GB201812033D0; GB2562659B; GB2562659A; NO20160312A1; WO2017146588A1; US11215050B2

Abstract

Det beskrives et innstrømningsindikatorapparat (1) for en brønn (2) i en undergrunnsstruktur (3), hvor minst ett sporstoffdepot (13, 13', 13") er innrettet til å være i kontakt med en delfluidstrøm (F7) som strømmer fra en produserende struktur (32) og inn i brønnen (2), hvor innstrømningsindikator-apparåtet (1) omfatter et rørlegeme (11), en tetning (12) som omkranser et parti (111, 113) av rørlegemet (11), det minst ene sporstoffdepotet (13, 13', 13") er anordnet utvendig på rørlegemet (11), idet tetningen (12) ersettbarmot en omkransende vegg (214, 215), og rørlegemet (11), tetningen (12) og den omkransende veggen (214, 215) avgrenser et ringrom (15) som tildanner en første strømningsvei (141) for delfluidstrømmen (F7) som er adskilt fra en andre strømningsvei (142) gjennom innstrømningsindikatorapparatet (1) for en hovedfluidstrøm (F) tildannet av en gjennomgående fluidledning (114) i rørlegemet (11). Det beskrives også en framgangsmåte ved overvåking av innstrømningen av en delfluidstrøm (F7) fra en produserende struktur (32) til en brønn (2) i en undergrunnsstruktur (3).

Description

INNSTRØMNINGSINDIKATORAPPARAT

Oppfinnelsen vedrører et innstrømningsindikatorapparat for en brønn i en undergrunnsstruktur, hvor minst ett sporstoffdepot er innrettet til å være i kontakt med en delfluidstrøm som strømmer fra en produserende struktur og inn i brønnen. Det beskrives også en framgangsmåte ved overvåking av innstrømningen av en delfluidstrøm fra en produserende struktur til en brønn i en undergrunnsstruktur.

Ved overvåking av innstrømningen til et produksjonsrør fra ulike produksjonssoner i en underjordisk brønn, for eksempel en hydrokarbonbrønn, er det kjent å anvende sporstoffer som løses opp i det fluidet som strømmer inn i brønnen og opp gjennom produksjonsrøret. Det anvendes ofte sporstoffer med forskjellige karakteristikker for å kunne danne et bilde på innstrømningssituasjonen i ulike deler av brønnen. Det anvendes typisk forskjellige typer sporstoffer på ulike lokasjoner i brønnen for å skaffe oversikt over innstrømningen til ulike deler av brønnen, og det anvendes sporstoffer som kan gi indikasjon om hva som strømmer inn til de ulike delene av brønnen, særlig om en struktur bare produserer formasjonsvann, ved at det anvendes sporstoffer som reagerer ulikt ved kontakt med en fluidtype, for eksempel sporstoffer som er oppløselige bare i kontakt med vann, men ikke-oppløselige i kontakt med hydrokarboner. Sporstoffer kan også anvendes for å kunne gi en indikasjon på om avtakende innstrømning skyldes begynnende dannelse av avleiringer i produksjonsrørets åpninger, eller om den avtakende innstrømningen skyldes at reservoaret er i ferd med å bli tømt.

Sporstoffene anbringes i apparat som føres ned i brønnen før målingen starter. Apparatet kan utgjøre en permanent del av brønninstallasjonen, for eksempel i form av en sandskjerm med integrerte sporstoffdepoter i et produksjonsrør, eller apparatet kan ha som eneste oppgave å romme sporstoffene. Sporstoffene er fortrinnsvis tildannet som oppløsbare salter som typisk rommes i porer i et porøst, ikke-oppløsbart blokkmateriale anbrakt i kontakt med fluidstrømmen som passerer gjennom apparatet. Sporstoffene avgis dermed gradvis og over lang tid.

Det er et problem å skaffe tilveie en god oversikt over innstrømningen til en brønn fra ulike produksjonssoner når den akkumulerte fluidstrømmen kommer i kontakt med sporstoffene i alle partiene av brønnen, dvs. i alle produksjonssonene i brønnen.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Oppfinnelsen vedrører et apparat innrettet til å anbringes ved en produksjonssone i en brønn for ved hjelp av avgivelse av ett eller flere sporstoffer å kunne anvendes ved overvåking av innstrømningen av fluid til brønnen fra nevnte produksjonssone uten at sporstoffene påvirkes av en fluidstrøm fra produksjonssoner oppstrøms (nedenfor) nevnte produksjonssone. Apparatet omfatter et rørlegeme som anbringes i et gjennomgående strømningsløp for produksjonsfluider og tildanner et ringrom som omkranser rørlegemet. Apparatet er forsynt med en settbar tetning som er innrettet til å stenge for gjennomstrømning av fluider i ringrommet mellom et første og et andre endeparti av apparatet. En vegg som omkranser rørlegemet er typisk en innvendig vegg i et parti av et fôringsrør, men er ikke begrenset til den type rør. Veggen kan også utgjøres av en borehullsvegg. Apparatet er forsynt med minst ett sporstoffdepot anordnet på apparatets periferi mellom nevnte tetning og ett endeparti, eller på begge endepartiene av rørlegemet.

Apparatets rørlegeme kan ha en lengde som er tilpasset utstrekningen av brønnens innstrømningsparti for en produksjonssone, idet apparatet strekker seg i det vesentlige langs hele innstrømningspartiet. Rørlegemets lengde kan også være betydelig mindre enn innstrømningspartiets utstrekning i brønnens aksielle lengde. Fluid som strømmer inn i brønnen fra nevnte produksjonssone, holdes adskilt fra fluidet som strømmer fra andre, oppstrøms produksjonssoner i brønnen inntil delfluidstrømmen når ringrommets åpne endeparti(er), hvor delfluidstrømmen blander seg med fluidene som strømmer fra andre, oppstrøms produksjonssoner i brønnen, også kalt hovedfluidstrømmen. I og med at nevnte ringrom er lukket ved hjelp av tetningen, vil fluid som strømmer ut av brønnen fra produksjonssoner oppstrøms (nedenfor) nevnte produksjonssone, ikke kunne strømme gjennom nevnte ringrom og komme i kontakt med det minst ene sporstoffdepotet i apparatet. På tilsvarende vis vil fluid som strømmer ut av andre produksjonssoner, bare komme i kontakt med sporstoffdepot(er) i et respektivt apparat som er anbrakt ved hver av disse produksjonssonene.

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt et innstrømningsindikatorapparat for en brønn i en undergrunnsstruktur, hvor minst ett sporstoffdepot er innrettet til å være i kontakt med en delfluidstrøm som strømmer fra en produserende struktur og inn i brønnen, kjennetegnet ved at innstrømningsindikatorapparatet omfatter et rørlegeme og en tetning som omkranser et parti av rørlegemet, hvor det minst ene sporstoffdepotet er anordnet utvending på rørlegemet, og hvor tetningen er settbar mot en omkransende vegg, og rørlegemet, tetningen og den omkransende veggen avgrenser et ringrom som tildanner en første strømningsvei for delfluidstrømmen som er adskilt fra en andre strømningsvei gjennom innstrømningsindikatorapparatet for en hovedfluidstrøm tildannet av en gjennomgående fluidledning i rørlegemet, idet den første strømningsveien strekker seg fra tetningen til et endeparti av rørlegemet.

Tetningen kan omkranse et første endeparti av rørlegemet. Alternativt kan tetningen omkranse et midtparti av rørlegemet.

Det første endepartiet kan være anordnet oppstrøms i brønnen. Alternativt kan det være anordnet nedstrøms i brønnen.

Rørlegemet kan oppvise en lengde betydelig mindre enn en aksiell utstrekning av et innstrømningsparti for den produserende strukturen i brønnen. Alternativt kan rørlegemet oppvise en lengde i det vesentlige lik den aksielle utstrekningen av innstrømningspartiet for den produserende strukturen i brønnen.

Den omkransende veggen kan være en rørvegg, typisk en fôringsrørvegg. Alternativt kan den omkransende veggen være en brønnvegg som avgrenser et borehull mot undergrunnsstrukturen.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en framgangsmåte ved overvåking av innstrømningen av en delfluidstrøm fra en produserende struktur til en brønn i en undergrunnsstruktur, kjennetegnet ved at framgangsmåten omfatter trinnene:

- å anordne et apparat ifølge oppfinnelsens første aspekt ved den produserende strukturen, - å tildanne en første strømningsvei for delfluidstrømmen i et ringrom mellom apparatet og en omkransende vegg fra et innstrømningsparti fra den produserende strukturen ved å avgrense ringrommet ved å sette en tetning mot den omkransende veggen for derved å hindre gjennomstrømning for en hovedfluidstrøm i ringrommet,

- å la delfluidstrømmen bringes i kontakt med minst ett sporstoffdepot anordnet utvendig på rørlegemet,

- å lede delfluidstrømmen inn i hovedfluidstrømmen ved et endeparti av rørlegemet, - å lede en akkumulert fluidstrøm ut av brønnen, og

- å registrere innholdet av sporstoffer avgitt fra det minst ene sporstoffdepotet til delfluidstrømmen.

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig.1 viser et sideriss av apparatet ifølge en første utførelsesform av oppfinnelsen;

Fig.2 viser et sideriss av apparatet ifølge en andre utførelsesform av oppfinnelsen;

Fig.3 viser et enderiss av apparatet; og

Fig.4 viser et aksialsnitt av et utsnitt av en brønn hvor et apparat ifølge oppfinnelsens første utførelsesform er anbrakt i et fôringsrør ved en produksjonssone.

Det henvises først til figurene 1 og 3 hvor henvisningstallet 1 angir et innstrømningsindikatorapparat, i det etterfølgende også kalt apparat. Apparatet 1 er tildannet av et rørlegeme 11 som tildanner en gjennomgående fluidledning 114 i apparatet 1. En settbar tetning 12 omslutter et parti av rørlegemet 11, her vis anordnet på et første endeparti 111 av rørlegemet 11. På en utvendig rørvegg 115 er det anbrakt flere sporstoffdepoter 13, 13’, 13’’. Sporstoffdepotene 13, 13’, 13’’ inneholder på i og for seg kjent vis ett eller flere sporstoffer som typisk er inneholdt i et salt anordnet i et porøst materiale. Sporstoffdepotene 13, 13’, 13’’ kan på i og for seg kjent vis være forskjellige ved at saltene som inneholder sporstoffene kan reagere ulikt i kontakt med de ulike fluidene som kan strømme inn i brønnen 2.

Figur 2 viser en alternativ utførelsesform hvor den settbare tetningen 12 omkranser et midtparti 113 av rørlegemet 11, og hvor det er anordnet sporstoffdepoter 13, 13’, 13’’ på begge sider av tetningen 12.

Det henvises så i det vesentlige til figur 4. En brønn 2 som er etablert i en undergrunnsstruktur 3 ved at et borehull 31 strekker seg gjennom et hydrokarbonreservoar 32, også kalt produserende struktur, er på i og for seg kjent vis forsynt med et fôringsrør 21. Fôringsrøret 21 og borehullets 31 vegg 214 avgrenser et ringrom 211 som er på i og for seg kjent vis fylt med sement 212. Fôringsrøret 21 og sementen 212 er på i og for seg kjent vis perforert ved den produserende strukturen 32 for å tildanne et innstrømningsparti 213 som tilveiebringer fluidstrømningsveier mellom den produserende strukturen 32 og brønnen 2. Apparatet 1 føres ned brønnen 2 gjennom fôringsrøret 21 og til den produserende strukturen 32, hvor det i et produksjonsrør 21 er tildannet et innstrømningsparti 213. Tetningen 12 settes mot fôringsrørets 21 innvendige vegg 215 over innstrømningspartiet 213, idet rørlegemet 11 i den viste utførelsen strekker seg gjennom hele innstrømningspartiet 213 og danner et ringrom 15 som er avgrenset i den ene enden av tetningen 12. Nevnte ringrom 15 tildanner dermed en første strømningsvei 141 for en delfluidstrøm F’ fra den produserende strukturen 32 og til et andre endeparti 112 av rørlegemet 11, hvor nevnte delfluidstrøm F’ møter en hovedfluidstrøm F fra andre, underliggende produserende strukturer (ikke vist) i brønnen 2. Rørlegemets 11 senterløp 114 danner en gjennomgående andre strømningsvei 142 gjennom apparatet 1 avgrenset fra den første strømningsveien 141. I og med at delfluidstrømmen F’ er adskilt fra hovedfluidstrømmen F i brønnen 2, vil sporstoffdepotene 13, 13’, 13’’ ikke komme i kontakt med hovedfluidstrømmen F. Dermed gir gjenfinning av sporstoffer av den eller de spesifikke typene som er anbrakt i apparatet 1 et klart bilde av produksjonen fra denne strukturen 32. På tilsvarende vis vil utplassering av apparater 1 med andre typer sporstoffer ved andre produserende strukturer (ikke vist) i brønnen 2 gi informasjon om produksjonen fra disse ikke viste strukturene.

Apparatet kan også monteres vendt motsatt av det som er vist på figur 4, dvs. at den første strømningsveien 141 munner ut oppstrøms i brønnen 2.

Ved anvendelse av utførelsesformen ifølge figur 2 vil delfluidstrømmen F’ delvis strømme mot rørlegemets 11 første endeparti 111, delvis mot rørlegemets 11 andre endeparti 112.

Rørlegemets 11 lengde kan være betydelig mindre enn innstrømningspartiets 213 aksiale utstrekning.

Apparatet 1 ifølge oppfinnelsen kan settes i andre typer rør som tildanner strømningsløpet for fluid i et parti av en brønn 2, eventuelt mot brønnveggen 214 som er tildannet i undergrunnsstrukturen 3.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende.

Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.

Claims

Patentkrav

1. Innstrømningsindikatorapparat (1) for en brønn (2) i en undergrunnsstruktur (3), hvor minst ett sporstoffdepot (13, 13’, 13’’) er innrettet til å være i kontakt med en delfluidstrøm (F’) som strømmer fra en produserende struktur (32) og inn i brønnen (2), k a -r a k t e r i s e r t v e d at innstrømningsindikatorapparatet (1) omfatter et rørlegeme (11),

en tetning (12) som omkranser et parti (111, 113) av rørlegemet (11), det minst ene sporstoffdepotet (13, 13’, 13’’) er anordnet utvending på rørlegemet (11),

idet tetningen (12) er settbar mot en omkransende vegg (214, 215), og rørlegemet (11), tetningen (12) og den omkransende veggen (214, 215) avgrenser et ringrom (15) som tildanner en første strømningsvei (141) for delfluidstrømmen (F’) som er adskilt fra en andre strømningsvei (142) gjennom innstrømningsindikatorapparatet (1) for en hovedfluidstrøm (F) tildannet av en gjennomgående fluidledning (114) i rørlegemet (11), idet den første strømningsveien (141) strekker seg fra tetningen (12) og til et endeparti (112) av rørlegemet (11).

2. Innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 1, hvor tetningen (12) omkranser et første endeparti (111) av rørlegemet (11).

3. Innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 1, hvor tetningen (12) omkranser et midtparti (113) av rørlegemet (11).

4. Innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 2, hvor det første endepartiet (111) er anordnet oppstrøms i brønnen (2).

5. Innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 2, hvor det første endepartiet (111) er anordnet nedstrøms i brønnen (2).

6. Innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 1, hvor rørlegemet (11) oppviser en lengde betydelig mindre enn en aksiell utstrekning av et innstrømningsparti (213) for den produserende strukturen (32) i brønnen (2).

7. Innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 1, hvor rørlegemet (11) oppviser en lengde i det vesentlige lik en aksiell utstrekning av et innstrømningsparti (213) for den produserende strukturen (32) i brønnen (2).

8. Innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 1, hvor den omkransende veggen er en rørvegg (215).

9. Innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 1, hvor den omkransende veggen er en brønnvegg (214) som avgrenser et borehull (31) mot undergrunnsstrukturen (3).

10. Framgangsmåte ved overvåking av innstrømningen av en delfluidstrøm (F’) fra en produserende struktur (32) til en brønn (2) i en undergrunnsstruktur (3), k a r a k t e -r i s e r t v e d at framgangsmåten omfatter trinnene:

- å anordne et innstrømningsindikatorapparat (1) ifølge krav 1 ved den produserende strukturen (32),

- å tildanne en første strømningsvei (141) for delfluidstrømmen (F’) i et ringrom (15) mellom innstrømningsindikatorapparatet (1) og en omkransende vegg (214, 215) fra et innstrømningsparti (213) fra den produserende strukturen (32) ved å avgrense ringrommet (15) ved å sette en tetning (12) mot den omkransende veggen (214, 215) for derved å hindre gjennomstrømning for en hovedfluidstrøm (F) i ringrommet (15),

- å la delfluidstrømmen (F’) bringes i kontakt med minst ett sporstoffdepot (13, 13’, 13’’) anordnet utvendig på rørlegemet (11),

- å lede delfluidstrømmen (F’) inn i hovedfluidstrømmen (F) ved et endeparti (112) av rørlegemet (11),

- å lede en akkumulert fluidstrøm (F, F’) ut av brønnen (2), og

- å registrere innholdet av sporstoffer avgitt fra det minst ene sporstoffdepotet (13, 13’, 13’’) til delfluidstrømmen (F’).